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DFG-Senatskomission für Zukunftsaufgaben der GeowissenschaftenDFG-Senatskomission für Zukunftsaufgaben der Geowissenschaften
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Kernaussagen Kapitel 2 – Die Erde als Rohstoffquelle

  • Boden und Grundwasser sind lebensnotwendige Geo­ressourcen. Ihre Rolle als Träger komplexer Ökosysteme, als Grundlage landwirtschaftlichen Ertrags, aber auch als Filter für Schadstoffe erfordert die Betrachtung als ein Gesamtsystem. Ein zentrales Problem ist die Verknappung dieser Ressourcen in vielen Regionen der Erde. Daneben ist bislang kaum bekannt, wie sich toxische Substanzen langfristig in Grundwasser und Boden verhalten und wie sie einzeln oder in Kombination auf Ökosysteme wirken. Insbesondere fehlen Massenbilanzen von Stoffeinträgen und -austrägen. Ob sich solche Stoffe schleichend im Untergrund anreichern, ist noch weitgehend unbekannt.
  • Erdöl, Erdgas und Kohle stellen auch in den kommenden Jahrzehnten unsere Hauptenergiequellen dar und bilden damit das Fundament unserer Energieversorgung. Erdöl wird aufgrund begrenzter Ressourcen in absehbarer Zeit nicht mehr uneingeschränkt zur Verfügung stehen. Modelle, Lagerstättenkonzepte und Explorationsstrategien für die Frontiergebiete Tiefstwasser (mehr als 1.500 Meter Wassertiefe) und Arktis sind noch unzureichend. Mikrobiologische Prozesse bieten ein erhebliches Potenzial, um die Ölförderung in konventionell ausgeförderten Lagerstätten zu steigern und bekannte Reservoire effektiver zu entölen. Umweltschonende Technologien zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus nicht-konventionellen Lagerstätten (wie Shale Gas und Gashydrate) stehen erst am Anfang und bieten ein großes Potenzial.
  • Die großtechnische Nutzung von Erdwärme ist in Deutschland ausschließlich über tiefe Warm- oder Heißwasserreservoire gegeben. Das größte Risiko bei Geothermie-Projekten besteht darin, dass die Zielformationen eine unzureichende hydraulische Permeabilität haben. Erheblicher Forschungsbedarf besteht daher bei der hydraulischen Stimulation von Gesteinen, die nicht ausreichend permeabel sind. Eine weitere Herausforderung besteht darin, geeignete Computermodelle für eine effiziente Auslegung und den optimalen Betrieb geothermischer Reservoire zu entwickeln.
  • Zurzeit sind zahlreiche Kernkraftwerke in der Planung oder im Bau. Das hat zu einer starken Preissteigerung für Uran geführt und außerdem eine große Nachfrage nach geologischer Kompetenz und Explorationskenntnissen ausgelöst. Geologen müssen nun klären, wie Uranlagerstätten entstehen und wie diese Ressourcen nachhaltig genutzt werden können. Dabei sind Studien darüber nötig, wie Uran und Thorium in bestimmten Verbindungen gebunden sind und ob sie sich auch als Nebengemengteil in Wertmineralen nutzen lassen. Sicherheits- und umweltrelevante Aspekte haben generell einen hohen Stellenwert bei diesen wissenschaftlichen Arbeiten.
  • Industrieländer wie Deutschland sind mangels eigener Metallrohstoffvorkommen nahezu vollständig auf den Import metallischer Rohstoffe angewiesen. Um den künftigen Bedarf zu decken, ist die Suche nach neuen Lagerstättentypen und nach speziellen Erztypen, die Metalle für Zukunftstechnologien enthalten, erforderlich. Im marinen Bereich müssen rezente Sulfidbildungen am Meeresboden sowie Manganknollen der Tiefsee genauer erkundet werden. Eine vielversprechende Methode besteht darin, Begleitmetalle und Nebenkomponenten bei der Aufbereitung verschiedenster Erztypen und Bergbaureststoffe zu extrahieren. Neue Methoden der Biolaugung (Biomining) und der mikrobiellen Auflösung (Biooxidation) von Erzen eröffnen ebenfalls neue Möglichkeiten.
  • Industrieminerale sind heutzutage in den meisten industriellen Prozessen unverzichtbar. Sie werden auch als Hilfsstoffe in der Lebens- und Futtermittelindustrie verwendet und gewinnen im Umweltmanagement eine zunehmend größere Bedeutung. Düngemittel sind für die Deckung des Ernährungsbedarfs der wachsenden Weltbevölkerung unerlässlich. Recycling ist im Sinne einer nachhaltigen Nutzung und ermöglicht erhebliche Einsparpotenziale. So lassen sich untergeordnet vorkommende Minerale und Reststoffe nutzen, die im Abraum als Füller und in Schlämmen vorkommen. Wie sich verschiedene Industrieminerale im Nanobereich verhalten, ist kaum erforscht. Potenzielle Anwendungen liegen bei Filter-, Speicher- und Katalysatortechniken. Forschungsarbeiten zur sparsameren und nachhaltigen Nutzung von Phosphat als Düngemittel gebieten sich schon aus Umweltschutzgründen.
  • Bei der Produktion von Nahrungsmitteln spielt der globale Wandel eine zunehmende Rolle. Dies erfordert es, die Ressourcen Wasser und Boden nachhaltig und integriert zu bewirtschaften. Dafür sind ein integriertes Wasserressourcenmanagement und integrierte Managementsysteme zur Bewirtschaftung von Böden nötig. Szenarien mit veränderten Umweltbedingungen müssen Beachtung finden, so zum Beispiel Untersuchungen, in denen erforscht wird, welche Kulturpflanzen an welchem Standort angebaut werden können.
zuletzt geändert am 2014-08-26 11:05:01 durch Jana Stone | Impressum